劉 鵬，姜臣威，羅大江，李 勇，賈志弟，馬國軍，龐宏偉

(安琪酵母(赤峰)有限公司，內蒙古 赤峰 024500)

0 前言

在甜菜制糖生產中，主灰作為清凈的重要工序對制糖生產、蔗糖品質影響較大。因加灰方式、溫度和時間的不同，主灰有熱主灰、瞬間冷主灰、半冷(半熱)主灰、長冷主灰、冷主灰熱反應等多種方式。在實踐中，因冷主灰熱反應流程可以得到熱穩(wěn)定性良好、色值較低的糖汁，而普遍為我國甜菜糖廠所采用。為應對原料甜菜凍化腐爛加工困難的問題，一些糖廠繼續(xù)升級為長冷主灰熱反應工藝流程，在保證加工凍化變質甜菜時產品質量的同時，可提高石灰的利用率，降低石灰石的消耗、減輕石灰窯生產負荷[1]。

我公司現(xiàn)采用的長冷主灰熱反應工藝，通過保證主灰在較低溫度的反應時間，再輔之以短時間高溫反應，可有利于充分破壞非糖分，具有糖汁色值低、熱穩(wěn)定性好、成品糖色值低的特點。可充分適應加工不同品質的甜菜，尤其是低含糖、低純度、還原糖含量高、凍化腐爛等低品質甜菜的加工需求。

1 工藝的應用背景

內蒙古地區(qū)因適宜甜菜種植，加之近年來自治區(qū)及地方政府對甜菜種植產業(yè)的重視，許多制糖企業(yè)、集團到內蒙古投資建設甜菜糖廠，使內蒙古制糖企業(yè)呈現(xiàn)專業(yè)化、多元化、集團化的格局[2]，經過多年發(fā)展內蒙古地區(qū)已成為我國重要的制糖產業(yè)基地[3]。

赤峰地區(qū)作為傳統(tǒng)的甜菜種植地區(qū)，糖廠分布密集，各糖廠的原料區(qū)犬牙交錯，倒茬困難，對甜菜品質、尤其是甜菜含糖產生了極大影響，實際上由于連作現(xiàn)象嚴重等原因影響，據(jù)內蒙古糖業(yè)協(xié)會統(tǒng)計資料顯示，2013年以來赤峰地區(qū)的甜菜平均含糖均低于內蒙古的平均含糖(見圖1)。

圖1 近幾年赤峰地區(qū)與內蒙古菜絲平均含糖率對比Fig.1 Comparison of the average sugar content of cossettes in Chifeng and Inner Mongolia in recent years

我公司制糖生產線自2013年建成投產以來，甜菜品質相對比較并無優(yōu)勢，各項指標與優(yōu)質產地的甜菜相比存在一定的差距，尤其是在甜菜含糖率指標上連續(xù)多年低于14%以下，且仍呈逐年下降趨勢(見表1)。另外隨著甜菜種植規(guī)模的不斷擴大、機收比例大幅增加，甜菜保藏及制糖生產時間延長，由此帶來了甜菜破損率及含雜率高、凍化腐爛導致甜菜品質下降，出現(xiàn)加工難、損失高、產品質量差等一系列問題。因此亟需探索有針對性的工藝流程，以適應低品質甜菜的加工需求。

表1 2013-2021年我公司甜菜主要指標情況Tab.1 Main indicators of our company’s beet from 2013 to 2021

2 工藝流程及指標

2017年我公司制糖生產線在擴產改造時，對主灰工藝流程進行了改造。在硬件上，在預灰后增加一臺冷主灰槽，將冷主灰反應時間增加到40-50 min，并對預灰、熱主灰反應溫度、一二碳飽充等工藝指標進行調整，形成了符合我公司生產實際的長冷主灰熱反應流程及控制方法(見圖2)。

圖2 調整后的主灰流程Fig.2 Adjusted main liming process

3 工藝的應用效果

3.1 提高還原糖的破壞率

2017/18生產期改造后還原糖破壞率與改造前對比增加了15.6%。在2018-2022年的四個生產期中，還原糖破壞率提高到83.1%-92.8%，與2016/17生產期相比，提高了11.4%以上(見表2)。

表2 改造前后還原糖指標對比Tab.2 Comparison of reducing sugar indicators before and after transformation

3.2 降低糖汁色值在蒸發(fā)過程的增加幅度

在蒸發(fā)過程中，2017/18生產期改造后蒸發(fā)過程糖漿色值增加值為211 IU，增加比例為17.6%，蒸發(fā)糖漿色值增加值較改造前下降57.7%。在以后的四個生產期中，蒸發(fā)過程糖漿的色值增加值在108-266 IU,增加比例在8%-22.5%。糖漿色值增加值與2015-2017年的兩個生產期對比降幅在54.4%以上(見表3)。

表3 蒸發(fā)過程色值變化情況Tab.3 Changes in colors during the evaporation process

3.3 抑制糖漿的酸化

工藝流程改造后，由于糖汁的熱穩(wěn)定性提高，對糖漿的酸化具有明顯的抑制作用，全過程的PH下降值呈降低趨勢。以2017/18生產期為例，糖漿在蒸發(fā)及煮糖兩個過程中的PH下降值較上一生產期均有所下降，全過程PH下降值為1.64，PH下降值與上期同比減少24.9%，PH降幅下降了6.6個百分點(見表4)。

表4 糖漿及廢蜜指標變化情況Tab.4 Changes in syrup and final molasses indicators

另一方面由于抑制了糖漿的酸化，主灰工藝改造后廢蜜的PH值均在7以上，從而保證了煮糖的堿性環(huán)境，對后工段蔗糖的轉化具有一定的抑制作用，降低了蔗糖的轉化損失。在廢蜜還原糖方面，除2018年、2019年因生產期長、保藏等原因廢蜜還原糖相對增加外，其余各生產期均有所降低(見表5)。

表5 各生產期還原糖變化情況Tab.5 Changes in reducing sugars for each grinding season

3.4 降低產品的色值

長冷主灰熱反應工藝流程應用后，2017/18生產期在產品色值方面就取得了良好的效果，全期成品糖平均色值為24.4IU，較2016/17生產期下降34%以上，其中符合精制糖色值標準的成品糖占比提升至58.9%，同比增長35%以上。并且自2017年起，連續(xù)五個生產期成品糖平均色值均低于25 IU，同時隨著工藝流程逐漸穩(wěn)定，近三個生產期，成品糖符合精制糖色值標準的比例均穩(wěn)定在90%以上(見圖3)。

圖3 八個生產期的成品糖色值指標變化情況Fig.3 Changes in colors of finished sugars during eight grinding seasons

3.5 適應甜菜品質的波動

對比2015-2022年6個生產期每個自月下旬的成品糖色值數(shù)據(jù)，在工藝流程改造前的兩個生產期，隨著生產進程的推進，甜菜因保藏時間的增長、凍化腐爛等原因品質下降，造成成品糖的色值指標產生波動且逐漸升高。工藝流程改造后的各生產期，成品糖色值指標值均遠低于改造前的同期，并且在生產的中后期甚至停機倒料期間，成品糖色值指標均保持在較為穩(wěn)定的水平，并未因甜菜品質下降出現(xiàn)整體增長的趨勢。

可見，在生產不同階段，長冷主灰熱反應工藝流程，因甜菜凍化腐爛變質等原因造成的品質波動具有更好的適應性。

表6 生產期不同時期的成品糖色值變化Tab.6 Changes in colors of finished sugars during different periods of the grinding season

續(xù)表6

4 結論

綜上所述，我公司結合自身實際，摸索出長冷主灰熱反應主灰工藝流程和控制方法，并成功應用于生產實踐。該流程對不同品質甜菜的適應性強，在提高糖汁的熱穩(wěn)定性、降低成品色值等方面均有良好的效果。